提高改造体积的新裂缝转向压裂技术及其应用

谢炜

摘要：随着我国经济的不断发展，对石油资源的需求也变得非常大，为了满足这个需求，就需要加强对石油工作的开采。在石油的开采过程中会遇到很多开采问题，为了有效提高油田的开采量，会运用到裂缝转向压裂技术，对于这项技术的运用，会受到很多方面因素的影响。只有掌握这些方面的影响，采取针对性的压裂技术，才能让裂缝转向压裂技术在油田中发挥更大的作用，分析不同时期采用压裂技术后对油田的影响，采取相应的改进措施，只有这样才能提高我国油田的开采水平，为我国的石油资源做出更大的贡献。

关键词：裂缝转向;改造体积;压裂技术

随着我国油田行业的不断发展，对各种油田的开采也变得越来越多，为了提高油田的开采率，可以采用裂缝转向压裂技术来进行开采。通过大量的实验和数据，为裂缝转向压裂技术的改进提供了良好的方案。因为压裂技术的特殊性，如果采用单井压裂的技术，往往会存在着一些不足，通过分析影响裂缝转向压裂技术的因素，对于工艺的改进有很好的参考价值，只有不断的创新开采技术，才能进一步提高油田的开采率，进而提升我国石油在国际上的竞争力。

1裂缝转向原因

水平井压裂裂缝转向是由于多种原因的综合作用而形成的，其中最主要的因素是由于裂缝起裂时附近井筒的应力分布模式而造成，当压力与水平井井眼破裂压力一致时，井壁上的切向应力会起到最小主应力的作用，导致纵向裂缝的形成，通常情况下，水平井眼走向与理论裂缝会保持垂直状态，则裂缝从井眼处起裂时会重新定向或者是发生扭曲。当注入压裂液或者产气时，裂缝的扭曲部分会发生收缩作用，扭曲型裂缝和转向型裂缝比较相似，转向型裂缝的上下部分裂缝会转向两个不同的平面，由于水平井的应力相对集中，所以井筒方位或者是地应力状态都会沿着纵向起裂。当水平井井筒方为垂直于裂缝时，其列的纵向裂缝会从井筒中延伸出来转向横向型裂缝方向，由于多种因素的影响，多重裂缝的宽度会小于单条裂缝的宽度。

2实现裂缝转向的途径

在进行压裂的过程中，需要加入一定量的支撑剂，加入支撑剂后人工裂缝可以达到一定缝长，当应力场达到一定数值以后停止加砂，进行强制闭合和快速放喷，由于第1次支撑剂和强制放喷的作用，会导致人工裂缝附近产生应力集中的现象，造成应力场重新分布。地层中2个水平主应力差距会变小;再次进行施工时，对施工参数优化，可以使人工裂缝发生转向，转向距离大于连续施工采用转向剂所造成的转向距离，由此可以说明，2级施工模式的转向效果较好。

3应力场变化分析

3.1支撑剂对应力场变化的影响

由于人工裂缝位于垂直地层最小水平主应力的平面内，在进行第1次加砂压裂以后，物地层的物理条件会发生变化，引起地层水最小水平主应力的增加，在这些因素的综合作用下，地层中的两个水平主应力差值减小，该差值与支撑裂缝宽度成正比。由此可以看出，初次支撑裂缝的存在会导致地层应力场发生变化，在最小水平主应力和最大水平主应力重新分布以后，人工裂缝附近的裂缝方向会发生转向，通过优化设计继续施工，可以实现裂缝转向，从而可以提高改造体积。

3.2强制闭合和快速反排对应力场的影响

裂缝强制闭合和快速反排会导致地层岩石的体积发生应变。体积应变是指岩石多孔介质在变形过程中岩体的体积会发生改变，在流一固耦合渗流和变形模型间起着传递耦合的作用。利用数值模拟可以得出，地层最小水平主应力和最大水平主应力之间的差值，进而可以确定进行第2次施工的设计参数。

由于裂缝强制闭合和快速反排会对最小水平主应力和最大水平主应力的差值产生影响，在进行裂缝强制闭合和快速反排后，地层中最小水平主应力和最大水平主应力的差值会变小，根据所得差值进行人工裂缝优化，继续加砂可以实现裂缝转向。

通过大量的实验证明并结合储层的实际特点，可以得出在一样的地质条件下，如果想要新裂缝转向压裂技术发挥得更好，充分发挥自身的作用，在进行新裂缝转向压裂技术设计时就应该减少缝间距的影响，缩短人工裂缝和天然裂缝之间的距离，并且需要对施工的规模进行扩大，才能提高人工裂缝的波及范围以及转向功能，使人工裂缝和天然裂缝形成裂缝网络，进而提高油层中的渗流能力，在很大程度上能够提高油井的开采量。

4应用分析

以辽宁油田Z井为例，该井在于地层的孔隙度为7.5%，渗透率为0.27×10-3平方微米，地层中的含油饱和度为35%，非均质性较强，天然裂缝发育较差。2009年对该井进行压裂改造，压裂后的产油量为0.9m3/d，压力效果不明显。重新勘探以后，通过数据可以看出，该储层含油丰富度较高，主要是由于压裂后只形成了1条无法与其他渗流区域沟通的人工裂缝。利用新型裂缝转向技术的适应性进行分析，利用新型压裂缝转向技术对同层位、同含油特征的井段进行优化设计，采用2级施工模式实现转向裂缝。于2010年进行施工，第1级施工再加上35m3以后，优化放喷返排液量为120m3，并计算2个水平压力之间的差值。通过重新设计工艺参数，确定2级施工加砂为45m3。进行调整以后实现了裂缝转向目的，成功压裂之后产油量达到了4.5m3/d，截止至2011年底，该景段的产油量为2.5m3/d，累计产油量达到1560m3

5结束语

工业和社会经济的飞速发展，对石油资源的需求量越来越大，针对我国现在石油资源比较紧缺的现状，对石油的开采工艺提供了更高的要求，只有改善和创新现有的技术，才能提高油田的开采量，在这个环节中裂缝转向压裂技术应用的范围越来越广，想要将这项技术的优势发挥出来，必须要根据现有的工艺进行创新，并且了解影响压裂技术的因素，才能提高裂缝转向压裂技术在油田中的应用。

參考文献

[1]邹国庆，车明光，季晓红，吴英明.超高压裂缝型气藏分层压裂技术及应用[J].天然气地球科学，2012（02）：171-175.

[2]王兴东.重复压裂裂缝转向技术在头台油田的应用[J].长江大学学报（自然科学版），2011（05）：102-103.

[3]陈志刚，杨富，陶荣德，张旭升.缝内转向压裂工艺技术在姬塬油田老井改造中的应用及评价[J].石油化工应用，2019，38（02）：84-89.